Геоэкологические проблемы Белгородского водохранилища и пути их решения

Размещено на http: //www. allbest. ru/

4

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Специальность 25.00. 36 - геоэкология

Геоэкологические проблемы Белгородского водохранилища и пути их решения

Крамчанинов Николай Николаевич

Астрахань 2009

Диссертационная работа выполнена на кафедре географии и геоэкологии Белгородского государственного университета

Научный руководитель: кандидат географических наук, профессор Петин Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор географических наук Шакиров Альберт Вазифович

кандидат географических наук Катунин Дамир Никитич

Ведущая организация: Институт географии РАН

Защита состоится 23 января 2009 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.04 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, ауд. 101.

Текст автореферата диссертации размещен на официальном сайте Астраханского государственного университета: http:// www.aspu.ru

Автореферат разослан 22 декабря 2008 г. Отзывы на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просим направлять по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1, АГУ, ученому секретарю диссертационного совета ДМ 212.009.04

Факс 8(8512) 44-02-24; e-mail: miolin76@mail.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, к.г.н., доцент М.М. Иолин

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Последние десятилетия (с 60-70-х годов прошлого столетия) характеризуются резким усилением антропогенной нагрузки на поверхностные водные объекты, особенно это касается искусственных водоемов урбанизированных территорий. Сильное антропогенное воздействие приводит к ухудшению качества водной среды, к нарушению структурно-функциональной организации водных экосистем, снижению водохозяйственного, рыбохозяйственного и рекреационного состояний водоемов.

Урбанизированные образования характеризуются интенсивным воздействием на окружающую среду не только в пределах селитебной территории, но и далеко за ее пределами, приводящим к нарушению экологического равновесия и возникновению ситуаций разной степени напряженности.

Одним из элементов природной субсистемы урбанизированных территорий, испытывающих наибольший антропогенный пресс, являются искусственные водоемы (водохранилища). Особенно это касается тех водохранилищ, которые располагаются ниже по течению реки селитебной территории. Таковым является Белгородское водохранилище, которое испытывает мощное негативное воздействие как со стороны г. Белгорода, так и расположенных на его берегах населенных пунктов, рекреационных объектов и кратковременно отдыхающих рекреантов. Вследствие этого в пределах Белгородского водохранилища возник комплекс геоэкологических проблем, без решения которых невозможно нормальное функционирование экосистемы водоема и его дальнейшее хозяйственное использование.

Белгородское водохранилище образовано на трансграничной реке Северский Донец, которая протекает по территории России и Украины. Поэтому оценка, анализ и пути решения геоэкологических проблем Белгородского водохранилища имеют и важное межгосударственное значение.

Цель работы. Оценить факторы, механизмы и источники воздействия урбанизированной территории на Белгородское водохранилище и возникающие при этом геоэкологические проблемы. Разработать конкретные мероприятия по оптимизации природопользования водохранилища и охране его окружающей среды.

Основные задачи исследования.

1. Выполнить комплекс полевых гидрологических, гидрохимических, геоморфологических, экзоморфодинамических, ландшафтных и геоэкологических исследований как в пределах самого водохранилища, так и на его водосборе.

2. Оценить качество воды в водохранилище и факторы, влияющие на экологическое состояние водной среды.

3. Изучить проблему переработки берегов водохранилища и оценить скорость, масштабы и последствия их разрушения.

4. Выявить основные участки дна с затопленными остатками древесной растительности.

5. Оценить влияние водохранилища на природные компоненты ландшафтов побережья и их экзоморфодинамические процессы.

6. Оценить рекреационный потенциал береговой зоны водохранилища и основные пути его освоения.

7. Разработать мероприятия по оптимизации природопользования и охраны окружающей среды водохранилища с учетом его трансграничного положения. природопользование водохранилище экологический качество

Объект исследования - окружающая природная среда Белгородского водохранилища и его побережье. При этом особое внимание уделено береговой зоне - как зоне наибольшего взаимовлияния водохранилища и прилегающих к нему территорий.

Предметом исследования является геоэкологическое состояние Белгородского водохранилища, формирующееся в условиях мощного антропогенного пресса.

Теоретическая и методологическая основа исследований базируется на идеях и трудах ведущих ученых в области географии, геоэкологии, природопользования и гидрологии: А.Б. Авакяна (1972, 1982, 1998, 2002), А.Б. Авакяна, В.П. Салтанкина, В. А. Шарапова (1987), О.А. Алекина (1970), Д.Л. Арманда, Г.П. Варопаева, Н.Ф. Реймерса, С.Л. Вендрова (1979), С.Л. Вендрова и К.Н. Дьяконова (1976), Н.И. Коронкевича (1990), Л.М. Корытного (2001), М.И. Львовича (1974, 1977, 1986), Ю.М. Матарзина (1971), А.М. Никанорова (2001, 2005), Б.Г. Петрова (2004), В.А. Тихомирова (1986, 2003), В.М. Широкова, К.К. Эдельштейна (1991, 1998) и др.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались следующие методы: полевой, метод анализа и синтеза, математико-статистический, метод экспертных оценок, сравнительно-описательный, ретроспективного анализа, аэрокосмический, ГИС-технологий и др.

Научная новизна. Проведено комплексное геоэкологическое исследование Белгородского водохранилища, испытывающего мощное антропогенное воздействие на все компоненты аквального комплекса. Выявлены основные геоэкологические проблемы и факторы их обуславливающие. Впервые для Белгородского водохранилища составлены цифровые карты: качества воды, распространения экзогенных геологических процессов на берегах и на водосборе водохранилища, типов берегов и геоморфологического районирования, комплексная карта геоэкологических проблем, инвентаризационная и рекомендательная карты рекреационного назначения, а также на основе ретроспективного анализа аэрокосмических материалов и инструментальных исследований получены количественные данные по переработке берегов на наиболее размываемых участках береговой зоны. Предложены эффективные меры по минимизации негативного антропогенного воздействия на экосистему водоема и его побережье и разработаны конкретные мероприятия по оптимизации природопользования и охраны окружающей среды.

Основные положения, выносимые на защиту:

- комплексная оценка геоэкологического состояния Белгородского водохранилища - основа принятия решений по оптимизации его природопользования;

- возможность перспективного использования водохранилища в рекреационных целях как основного направления хозяйственного использования водоема;

- предложенный комплекс природоохранных мероприятий в системе геоэкологического мониторинга природно-технической геосистемы Белгородского водохранилища - залог обеспечения устойчивого экологического состояния водоема.

Исходные материалы. В основу диссертационной работы положены данные многолетних (с 2002 по 2008 гг.) полевых геоэкологических исследований искусственных водоемов Белгородской области, выполнявшихся в рамках инициативных исследований и хоздоговорных тем, а также использованы фондовые материалы ФГУ «УЭ Белгородское водохранилище», ГП «Белгородгеомониторинг», многолетние данные наблюдений Комитета природных ресурсов по Белгородской области и др.

Практическое значение работы. Материалы исследования автора диссертации были использованы при выполнении трех хоздоговорных тем: № 293/04 «Обследование береговой полосы Белгородского водохранилища» (Белгород, 2004 г.); № 460/06 «Обследование состояния береговой полосы от плотины до с. Соломино Белгородской области» (Белгород, 2006 г.); результаты исследования использованы ФГУ «УЭ Белгородское водохранилище» при разработке проектов по защите берегов от разрушения и рационального использования водохранилища.

Кроме того, материалы исследования были использованы автором диссертации в учебном процессе на геолого-географическом факультете БелГУ при чтении лекционных курсов: «Картография», «Топография», «Основы гидравлики, гидрологии и гидрометрии», а также при проведении полевых практик у студентов очного и заочного отделений.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Регион - стратегия оптимального развития» (Харьков, 2005 г.); II и III Международных научных конференциях «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Москва-Белгород, 2006, 2008 гг.); V Международной конференции «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва-Кызыл-Кия, 2006 г.); V Международной научно-практической конференции «Туризм и региональное развитие» (Смоленск, 2008 г.); I Международном научно-практическом семинаре «Туризм и рекреация: методические подходы и практические решения» (Астрахань, 2008 г.); Всеукраинской научно-практической конференции «Природно-географические комплексы регионов: история формирования, становление, проблемы и перспективы» (Луганск, 2008 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, из которых две статьи опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 151 странице, включает введение, четыре главы, выводы, библиографический список, состоящий из 140 источников, в том числе два на иностранном языке.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, защищаемые положения и практическое значение работы.

В первой главе даны общие сведения о водохранилищах и проведен анализ литературных источников, посвященных комплексной оценке влияния урбанизированных территорий на поверхностные водные объекты. В этой главе сформулированы современные представления об урбанизированной территории и основных источниках антропогенного воздействия на все компоненты окружающей среды искусственных водоемов (водохранилищ). Вначале преимущественно ученые исследовали изменения водного режима территории и конкретно водных объектов под влиянием различных видов хозяйственной деятельности. Затем, с усилением техногенного влияния на поверхностные водные объекты и усилением загрязнения водной среды, стало более актуальным изучение трансформации качества поверхностных вод, в том числе и искусственных водоемов. В последние десятилетия особое внимание исследователи стали уделять эколого-географическим процессам, протекающим как внутри водных объектов, так и на их берегах и водосборах.

Существенный вклад в изучение влияния урбанизированных территорий на поверхностные и подземные воды, а также разработку методов по уменьшению негативного воздействия внесли отечественные исследователи, работающие в различных научных учреждениях: Государственном гидрологическом институте, Институте водных проблем РАН, Институте географии РАН, на Географическом факультете МГУ и многих других отраслевых научных учреждениях.

Вопросы комплексного районирования водохранилищ и их влияния на окружающую среду побережья нашли отражение в работах Ю.М. Матарзина (1971), К.Н. Дьяконова (1975, 1992), С.Л. Вендрова, К.Н. Дьяконова (1976), А.Б. Авакяна, В.А. Шарапова (1977), С.Л. Вендрова, В.М.Широкова (1979), А.Б. Авакяна, С.Л. Вендрова (1981), В.М. Широкова (1985), А.Г. Емельянова (1995) и многих др.

Во второй главе рассмотрены природные условия и антропогенные факторы, обусловливающие формирование геоэкологических ситуаций и проблем Белгородского водохранилища. Дана характеристика природным компонентам Белгородского водохранилища (климатические условия, геологическое строение, рельеф дна и берегов), особенностям его гидрологического режима.

Сооружение Белгородского водохранилища было завершено в 1985 году, а с 1986 года оно начало функционировать. Согласно техническому проекту, водохранилище было создано для надежного водоснабжения Белгородского промышленного узла и улучшения санитарного состояния воды р. Северский Донец. Водохранилище располагается южнее г. Белгорода и простирается по территории двух административных районов - Белгородского и Шебекинского. Створ плотины водохранилища находится вблизи с. Безлюдовка Шебекинского района. Его полная емкость достигает 76 млн. м3 при нормальном подпорном уровне (НПУ) 114,5 м. Площадь зеркала - 23 км2, длина (при максимальном заполнении) - 25 км, ширина - от нескольких сотен метров до 3 км (в среднем - около 1 км). Общая протяженность береговой линии составляет 85 км, а водосборная площадь - 2520 км2. Максимальная глубина вблизи плотины - около 14 м; средняя расчетная глубина составляет 3,3 м.

Согласно существующим классификациям водохранилищ (Эдельштейн,1977; Тихомиров, 1986; Авакян, Салтанкин, Шарапов, 1987), Белгородское водохранилище относится по размерам к средним; по генезису - к группе речных, к типу - долинных, так как оно было образовано подпором реки, затопившей часть речной долины р. Северский Донец. По форме и конфигурации оно является линейно-вытянутым. В местах впадения в реку Северский Донец притоков (рек Топлинка, Разумная, Везелка) образовались три небольшие ветви водохранилища.

Белгородское водохранилище создавалось для решения определенных хозяйственных задач. Создание и эксплуатация водохранилища оказали значительное и многообразное влияние на водный режим реки Северский Донец и природную среду окружающей его территории. Проявляется это воздействие прямо и косвенно, оно может быть положительным или отрицательным, постоянным и временным.

Располагаясь южнее г. Белгорода, то есть ниже по течению реки Северский Донец, Белгородское водохранилище испытывает на себе мощный антропогенный пресс урбанизированной территории, что явилось причиной возникновения комплекса геоэкологических проблем (рис. 1). Наиболее ощутимыми и заметными отрицательными последствиями для природной среды являются следующие:

- затопление пойменных земель с высокопродуктивными заливными лугами;

- повышение уровня грунтовых вод, приводящее к подтоплению и заболачиванию низменных берегов, изменению почвенного и растительного покрова;

- изменение микроклимата: усиление ветров, повышение влажности, изменение температурного режима;

- перестройка фауны водоема, изменение условий размножения и обитания водных организмов, особенно рыб;

- замедление водообмена, поступление в водохранилище хозяйственных и бытовых стоков и, как следствие этого, накопление в донных отложениях загрязняющих веществ;

- снижение самоочищающей способности вод, избыточное развитие сине-зеленых водорослей;



Рис. 1 Картосхема основных геоэкологических проблем Белгородского водохранилища

- переформирование берегов водохранилища и активизация экзогенных геологических процессов на его берегах и водосборной площади - оползней, оврагов, суффозионных и карстовых процессов, а также размыв берегов русла реки в нижнем бьефе;

- неконтролируемое рекреационное освоение береговой полосы водохранилища, приводящее к загрязнению окружающей среды бытовыми отходами, а иногда - к возникновению лесных пожаров.

Указанные негативные последствия неравномерно распространены в пределах самого водоема и береговой зоны водохранилища, что обусловливает пространственную неоднородность ареалов экологических ситуаций с различной степенью напряженности.

В третьей главе дан анализ экологическому состоянию окружающей среды Белгородского водохранилища, которое в значительной степени определяется качеством водной среды и переработкой берегов, значительными затопленными площадями с остатками древесной растительности и техногенным подтоплением прибрежной зоны.

Оценка качества воды. Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов водопользования. Качество воды является мощным лимитирующим фактором хозяйственного использования водных ресурсов конкретного водоема. Оценка качества поверхностных вод хорошо разработана и базируется на представительном пакете нормативных документов, использующих прямые гидрохимические критерии. В последние годы биоиндикация получила широкое распространение при оценке качества поверхностных вод (Никаноров, 2001, 2005; Петин, Лебедева, Крымская, 2006 и др).

Оценка качества воды Белгородского водохранилища базируется на анализе многолетних данных гидрохимических наблюдений, проведенных гидрохимической лабораторией ФГУ «УЭ Белгородское водохранилище» и отраженных в картосхеме на рис. 1.

Одним из основных гидрохимических показателей качества поверхностных вод являются ионно-солевой состав и органические вещества. Анализ ионно-солевого состава и органических веществ необходим при оценке свойств и качества воды по уровню загрязненности.

Формирование качественного состава вод водохранилища происходит дифференцированно, что обусловлено структурой водоотведения, составом и количеством сточных вод, механизмом поступления ингредиентов, распределением промышленных и сельскохозяйственных отходов по территории. Сочетание природных и антропогенных факторов предопределяет направленность преобразования природных вод водохранилища.

Ежегодный отбор проб воды гидрохимической лабораторией ФГУ «УЭ Белгородское водохранилище» с 1999 по 2007 годы на указанных выше гидрохимических постах в бассейне р. Северский Донец и их анализ дают представление о современной динамике изменения качественного состава поверхностных вод с оценкой факторов хозяйственной деятельности.

Гидрохимический режим водохранилища зависит от воздействия природных и антропогенных факторов. Природные факторы обуславливают гидрокарбонатно-натриевый состав воды. Такой химический состав воды характерен для подземных вод четвертичных отложений, заключенных в аллювиальных песках поймы и надпойменных террас р. Северский Донец, и вод кампан-маастрихтских отложений, приуроченных к верхней трещиноватой зоне мело-мергельных пород. Эти водоносные горизонты имеют тесную гидравлическую связь с рекой и, соответственно, с образовавшимся в ее долине водохранилищем.

В водохранилище кроме стока с водосборной площади дождевых, снеговых и грунтовых вод поступают и коммунально-бытовые сточные воды различных предприятий. Таким образом, водные массы водохранилища подвергаются гидрогенной, метеогенной, биогенной и антропогенной трансформации, причем последняя значительно превышает естественные источники трансформации, так как наблюдается систематический сброс сильно загрязненных стоков. Ежегодно только с очистных сооружений г. Белгорода, принимающих загрязненные воды со всех его промышленных предприятий, в водохранилище поступает более 50 млн м3 сточных вод. Способствует загрязнению вод водохранилища и отсутствие ливневой канализации в г. Белгороде и в других населенных пунктах, поскольку ливневые воды в виде временных водотоков попадают в реки Везелка, Разумная, Северский Донец, а затем и в само водохранилище.

Пространственный анализ загрязненности воды в реках, впадающих в водохранилище, и в самом водохранилище показан на картосхеме рис 2.

По гидрохимическим показателям вода в водохранилище в целом относится к 3-му классу чистоты (умеренно-загрязненная) и не соответствует требованиям, предъявляемым к воде рыбохозяйственных водоемов. Качественный состав воды в последние годы имеет тенденцию к улучшению. Произошло снижение содержания азота нитратного, азота аммонийного, железа общего, фосфора, меди и нефтепродуктов. Вместе с тем на гидрохимических постах 10, 11, 12, расположенных в районе устьевой части р. Топлинка, в последний период наблюдается увеличение содержание цинка до 3-5 ПДК, что указывает на необходимость проведения детальных исследований с целью выявления источника его появления в воде и разработки комплекса мероприятий по его ликвидации.

Для улучшения качества воды Белгородского водохранилища необходимо разработать и внедрить эффективные мероприятия по оздоровлению всей экологической обстановки в бассейне р.Северский Донец.

К основным из них можно отнести:

- снижение антропогенной трансформации, т.е. доведение качества сброса сточных вод городских очистных сооружений г.Белгорода и других населенных пунктов в реки Разумная, Везелка, Топлинка и др. до норм рыбохозяйственного значения;

- осуществить организацию поверхностных стоков и сооружение ливневой канализации в г. Белгороде и других населенных пунктах;

- осуществить контроль за состоянием АЗС, расположенных в бассейне р. Северский Донец и его притоков;

- обустроить водоохранные зоны и прибрежные полосы как в пределах самого водохранилища, так и на реках, впадающих в него.

Оценка переработки берегов водохранилища. Обследование берегов Белгородского водохранилища показало, что переработка берегов характеризуется высокой активностью и стадия стабилизации еще не наступила.



Рис. 2 Картосхема отбора гидрохимических проб и оценки качества воды в Белгородском водохранилище

После заполнения Белгородского водохранилища началась интенсивная переработка берегов и формирование следующих их типов: абразионных, аккумулятивных, нейтральных, защищенных и подтопленных (рис. 3). В настоящее время доля абразионных берегов составляет около 50 %, аккумулятивных - более 15 %, нейтральных - более 30 % длины береговой линии. Незначительную долю (менее 1 %) составляют так называемые защищенные (искусственные) берега. Они представлены наклонными бетонными плитами, расположенными в южной (приплотинной) право- и левобережной частях водохранилища, а также вдоль береговой линии у пос. Маслова Пристань и на небольших участках береговой зоны вдоль пионерских лагерей и домов отдыха на левом берегу водоема.

Среди наиболее важных природных факторов формирования и развития берегов водохранилища можно назвать гидрологический режим водоема, геоморфологическое строение и литологический состав дна и берегов, морфометрические его показатели, климатические условия, фитогенные факторы и другие. Необходимо отметить, что при изменении одного из природных компонентов в природном объекте происходит цепная реакция изменения и всех основных составляющих.

Во-первых, это связано с тем, что формирование искусственных водоемов происходит в несколько достаточно длительных по времени стадий, прежде чем они полностью сформируются как природно-технические системы со своеобразной для данного водоема природной обстановкой, гидрохимическим режимом и биопродуктивностью.

Во-вторых, в процессе развития водоема происходит хозяйственное освоение прибрежных территорий, их обустройство, развитие новых отраслей промышленности, возникновение новых урбанизированных и рекреационных территорий и т.д. Все это в совокупности накладывает отпечаток на ход и характер формирования природной обстановки водоема.

В-третьих, далеко не все виды запланированного использования водных ресурсов и их соподчиненность в процессе эксплуатации водохранилищ соблюдаются. Более того, второстепенные виды использования могут перейти в основные. Так, на отдельных участках природно-технической системы превалирующим для хозяйственного использования может стать сопутствующий природный ресурс, что, естественно, не учитывалось при прогнозировании и планировании использования водоема и может вызвать эволюционные противоречия в развитии как прибрежных территорий, так и отдельных участков водохранилища.

В результате детального изучения берегов автором диссертации разработана классификационная схема берегов, включающая две группы берегов: волнового и не волнового происхождения. В первой группе по генезису выделяются: абразионные (абразионно-оползневой, абразионно-обвальный, абразионно-осыпной с фестончатым расчленением, абразионно-осыпной выровненный) типы берегов и аккумулятивные берега. Берега не волнового происхождения также подразделяются на первичные (эрозионные и подтопленные), фитогенные и техногенные. Каждый из перечисленных берегов характеризуется преобладающими береговыми процессами.



Рис. 3 Картосхема типов берегов и геоморфологического районирования береговой зоны водохранилища

На основании анализа геолого-геоморфологических условий формирования берегов нами проведено геоморфологическое районирование береговой зоны водохранилища с выделением 13 участков. Для каждого участка характерен определенный морфогенетический тип берега.

Оценка масштабов и интенсивности переработки берегов. Для оценки переработки берегов нами в 2002 г. была создана наблюдательная опорная сеть, включающая 24 репера. Реперы расположены на наиболее динамично изменяющихся участках побережья. На этих участках выполняются сезонные наблюдения за скоростью разрушения берегов. В ходе многолетних наблюдений установлено, что наиболее динамичными являются берега правобережной части водохранилища, что обусловлено преобладающим волнением и легкоразмываемыми горными породами, слагающими берега (лессовидные суглинки, глины и писчий мел).

Для описания скорости и масштабов переработки берегов на правобережном участке береговой зоны Белгородского водохранилища от плотины гидроузла до с. Соломино нами выделено 40 участков. Была выдвинута гипотеза, согласно которой ширину зоны берегового разрушения, образованную за весь 19-летний период существования Белгородского водохранилища (с 1987 по 2006 гг.) можно примерно рассчитать путем образного продления линии естественных склонов (в настоящее время обрывающихся уступами над кромкой берегов) до уровня зеркала воды в водохранилище. Эта задача была решена путем измерения на каждом участке средней высоты уступов и средней крутизны береговых склонов. Для более точного определения высоты разрушаемого берега необходимо еще учитывать мощность аккумулятивных наносов, прислоненных к обрывистым берегам, т.к. эти наносы как переотложенные продукты разрушения, погребли под собой нижнюю часть абразионных уступов. Результаты проведенных расчетов представлены в табл. 1.

Таблица 1 Расчет параметров разрушения берегов правобережной части Белгородского водохранилища от плотины до поселка Соломино (по участкам)

№ участков	высота, м	угол, град	ширина, м	длина, м	объем, м3
1	1.7	5	150	19.42	2476.51
2	4	11	125	20.57	5142.53
3	0.5	0	100	0.00	0.00
4	2.8	9	325	17.67	8040.58
5	1.6	7	450	13.03	4689.32
6	2.5	13	175	10.82	2367.83
7	2.8	18	1125	8.61	13567.01
8	2.8	16.5	125	9.45	1653.54
9	15	20	150	41.19	46344.34
10	2.5	4.5	125	31.75	4961.45
11	2.65	3.5	350	43.31	20085.21
12	1.5	4.5	100	19.05	1428.90
13	1.3	4	1525	18.58	18421.09
				Окончание табл. 1
14	1.5	4	425	21.44	6834.87
15	5.5	9	575	34.71	54888.46
16	1.5	4.5	350	19.05	5001.14
17	3.5	8	125	24.89	5445.58
18	2.2	8	275	15.65	4733.44
19	1.3	3	950	24.80	15311.49
20	1.7	3	325	32.43	8957.53
21	2.7	4	475	38.60	24750.27
22	1.5	3.5	900	24.52	16547.85
23	3.7	8	275	26.32	13388.58
24	4.5	8	63	32.01	4536.95
25	3	5.5	550	31.14	25693.92
26	2	4	725	28.59	20727.97
27	1.3	3	1075	24.80	17326.16
28	0.9	3	3750	17.17	28968.32
29	1.2	3	625	22.89	8583.21
30	2.1	5	175	23.99	4408.87
31	3.1	7	325	25.24	12713.48
32	2.8	6	350	26.63	13048.66
33	1.5	4.5	275	19.05	3929.47
34	2.9	7.5	288	22.02	9195.19
35	2.8	6	325	26.63	12116.61
36	2	5	550	22.85	12568.20
37	1.8	5	788	20.57	14585.51
38	2.4	8	200	17.07	4096.86
39	2.8	13	225	12.12	3818.84
40	3.5	10	250	19.84	8680.75
Сумма	20039.00	908.03	490036.48

В итоге были получены следующие данные. Средняя многолетняя скорость разрушения берегов в исследуемой части Белгородского водохранилища составила 1,1 м/год. Интенсивность разрушения берегов по наблюдениям 2004-2006 гг. на четырех участках оказалась ниже средней многолетней в 2-4 раза. На участках 2, 8-9, 15, 17 в настоящее время с максимальной интенсивностью продолжают разрушаться берега. Ширина зоны, образовавшаяся в результате абразионных процессов со времени создания водохранилища, с 1986 года составила на разных участках от 0 метров (в устьевых частях затопленных логов и балок) до 43 метров (как правило, на мысовых крутосклоновых участках). Общий объем разрушенных грунтов, которые оказались на дне водохранилища, мог составить 490000 кубических метров, что эквивалентно квадрату со стороной 700 метров и высотой 1 м (территория небольшого сельскохозяйственного предприятия Белгородской области). Ширина зоны разрушения берегов показана на рис .4.



Рис. 4 Ширина зоны разрушения берегов правобережной части Белгородского водохранилища, образованная за 19-летний период его функционирования

В четвертой главе рассмотрены основные виды хозяйственного использования Белгородского водохранилища. Согласно техническому проекту водохранилище было создано для надежного водоснабжения Белгородского промышленного узла и улучшения санитарного состояния р. Северский Донец в районе г. Белгорода и ниже створа гидроузла. В результате проведенного исследования установлено, что вода Белгородского водохранилища оказалась невостребованной, поскольку использование воды для питьевого водоснабжения населения на 100 % осуществляется из подземных источников. Лишь частично воду из водохранилища используют для орошения небольших площадей сельскохозяйственных угодий. В промышленности вода практически не используется.

При создании Белгородского водохранилища не предполагалось, что рекреационное использование его акватории и береговой зоны будет главным направлением его природопользования. Но, несмотря на это, практически сразу водоем стал объектом рекреационной деятельности населения г. Белгорода и близлежащих населенных пунктов.

Так как Белгородское водохранилище является объектом рекреации, то нами проведена рекреационная оценка его природно-ресурсного потенциала. Установлено, что из 85 км береговой зоны Белгородского водохранилища пригодны для рекреационных целей лишь 41,2%. Это низменный аккумулятивный левый берег, береговая зона в нижнем бьефе водохранилища и фрагментарно рекреационные участки вдоль правого берега.

Важным этапом рекреационного зонирования территории является экологическая оценка состояния природной среды. Вначале оценивались составляющие природной среды: воздушный, водный и почвенно-растительный покров, а затем осуществлялась интегральная оценка.

Интегральная оценка ландшафтно-рекреационного потенциала представляет собой суммарную величину всех оценочных параметров и рассчитывается по формуле (Кумова, 2004):

ЛРП=ОР+ОК+ОВК+ОБС+ОЭП,

где ЛРП - ландшафтно-рекреационный потенциал,

ОР - оценка рельефа,

ОК - оценка климата,

ОВК - оценка водного компонента,

ОБС - оценка растительного покрова,

ОЭП - оценка эстетического потенциала территории.

Полученная интегральная количественная оценка позволила выделить в пределах береговой зоны водохранилища по степени благоприятности для развития рекреации и туризма три категории участков: 1) благоприятная, 2) относительно благоприятная и 3) неблагоприятная.

Территория с первой категорией располагается в пределах левобережной части береговой зоны водохранилища от начала урочища Сосновка до пос. Приютовка. Здесь берег на всем протяжении сложен аккумулятивными образованиями, представленными двумя надпойменными террасами, покрытыми сосновыми лесами. Вдоль уреза воды выделяется зона пляжа от 10 до 25 м. Качество водной среды соответствует 2-3-му классу загрязненности.

Участки территории второй категории располагаются вдоль правого берега водохранилища за исключением устьевого участка р. Топлинка и участков береговой зоны, подвергающихся интенсивной переработке берегов и характеризующихся повышенной степенью загрязненности водной среды (3-й класс).

Участки третьей категории разрозненны. Они располагаются как вдоль левого низменного берега, испытывающего интенсивное заболачивание и характеризующегося широким распространением на дне остатков древесной растительности и повышенной степенью загрязненности водной среды (4-й класс), так и на правом берегу вдоль абразионных береговых уступов.

Природно-ресурсный потенциал Белгородского водохранилища и его побережья рекомендуется использовать для развития на этой территории различных видов рекреационной деятельности, отраженных на рис. 5.



Рис. 5 Существующие и перспективные виды рекреационной деятельности на Белгородском водохранилище и его побережье

В настоящее время на побережье водохранилища работает 14 учреждений отдыха, из них восемь с круглогодичным режимом работы, шесть работают в летнее время как лагеря. Они принадлежат восьми различным ведомствам. В учреждениях сезонного отдыха в летний период может отдохнуть единовременно 1000 человек и в учреждениях круглогодичного отдыха 800 человек. Антропогенная нагрузка по организованному отдыху в летний период может достигать 1800 человек. В течение года на побережье Белгородского водохранилища может отдохнуть более 37 тыс. человек, что составляет всего 9,3% от общей численности населения г. Белгорода.

Наиболее привлекательные рекреационные участки испытывают довольно высокие антропогенные нагрузки. Рекреационная нагрузка на береговую зону различна: в местах сезонного отдыха - 12-16 чел/га, круглогодичного отдыха - 5-7 чел/га, неорганизованного отдыха - 10-180 чел/га. Нарушаются рекреационные нормы не только для береговой зоны, но и для водной поверхности. Высокие рекреационные нагрузки испытывают городской пляж и пляж на месте старого песчаного карьера. В выходные дни летних месяцев они переполнены отдыхающими.

Для улучшения рекреационного природопользования и сохранения водных и береговых комплексов необходимо перераспределить потоки отдыхающих и следить за экологической ситуацией рекреационной зоны.

ВЫВОДЫ

Комплексный геоэкологический анализ состояния окружающей среды Белгородского водохранилища позволил сделать следующие выводы:

1. Согласно существующим классификациям водохранилищ Белгородское водохранилище относится по размерам к средним; по генезису - к группе речных и типу долинных, так как было образовано подпором реки, затопившей при этом часть речной долины; по форме и конфигурации оно является линейно-вытянутым.

2. Изучение акватории и береговой зоны водохранилища выявило следующие геоэкологические проблемы, затрудняющие его хозяйственное использование:

- качество водной среды. Гидрохимический режим водохранилища формируется за счет поступления речного стока, стока с водосборной площади (дождевые, снеговые и грунтовые воды) и сточных вод коммунально-бытовых предприятий. Ежегодно только с очистных сооружений г. Белгорода, принимающих загрязненные воды со всех его промышленных предприятий, в водохранилище поступает более 50 млн м3 сточных вод. К тому же, отсутствие ливневой канализации в г. Белгороде в значительной степени способствует загрязнению вод водохранилища, поскольку ливневые воды в виде временных водотоков попадают в реки Везелка и Северский Донец, а затем и в само водохранилище;

- наличие участков затопленного леса (иногда в непосредственной близости от перспективных пляжных зон), которые при разложении древесины не только ухудшают качество воды, но в значительной степени создают опасность для различных плавательных средств, купания и ухудшают эстетическую ценность береговой зоны. Устранение этого фактора требует специальных работ и значительных затрат;

- отсутствие должного контроля за санитарной чисткой леса. Сосновые леса, широко распространенные по левому берегу водохранилища и являющиеся основной рекреационной ценностью, в некоторых местах находятся в запущенном состоянии. Упавшие стволы деревьев не только портят внешний вид леса, но и мешают передвижению по нему. Своевременное удаление отмерших деревьев не требует больших затрат, но значительно повышает эстетическую ценность объекта рекреации;

- интенсивная переработка берегов. Освоение рекреационных ресурсов побережья водохранилища невозможно без изучения динамики берегоформирующих процессов и условий переработки его берегов. Как известно, создание искусственных водоемов приводит к возникновению несоответствия между новыми условиями и первоначальной формой речной долины, образованной до затопления. Размыв берегов оказывает негативное влияние на рекреационное освоение побережья и экологическое состояние водоема.

3. В целях оптимизации рекреационного природопользования проведена бонитировка природных комплексов береговой зоны по условиям развития конкретного вида отдыха. Она позволила оценить общий рекреационный потенциал, наметить оптимальную структуру рекреационного природопользования, характер и объем природоохранных мероприятий. Наряду с организационными и чисто лесохозяйственными мероприятиями необходимо осуществить ряд мероприятий по благоустройству зеленых зон вокруг водохранилища. К ним, в первую очередь, необходимо отнести: 1) увеличение доли дорожно-тропинчатой сети до 1 % территории рекреации, создание терренкуров, спортивных и туристических, познавательно-учебных (экологических) троп; 2) оборудование мест кратковременного отдыха навесами, кострищами, беседками, скамейками и столами, мусоросборниками, автостоянками и прочим; 3) установка системы информации для рекреантов.

4. Интегральная рекреационная оценка Белгородского водохранилища и его побережья позволила автору составить карту «Существующие и перспективные виды рекреационной деятельности Белгородского водохранилища и его побережья», которая может служить информационной основой для разработки мероприятий по рационализации природопользования и охраны его окружающей природной среды.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией:

1. Degradation of geosystems in the Belgorod region as a result of economic activities / Yu. G. Cyendev, A. N. Petin, E. V. Serikova, N. N. Kramchaninov //Geography and Natural Resources. - 2008. - Vol. 29, № 4. - P. 348-353.

2. Крамчанинов, Н. Н. Геоэкологические проблемы искусственных водоемов урбанизированных территорий и пути их решения: на примере Белгородского водохранилища) / Н. Н. Крамчанинов // Проблемы региональной экологии. - 2008. - № 6. - С. 34-36.

Статьи, опубликованные в научных сборниках, журналах и материалах конференций:

3. Основные факторы формирования и развития берегов Белгородского водохранилища и экологические последствия их переработки / А. Н. Петин, В. И. Петина, Н. Н. Крамчанинов, Л. В. Шокова // Вiсник Харькiвского нацiонального унiверситету iм. В. Н. Каразiна. Сер. Геологiя-географiя-екологiя. - 2005. - № 704. - С. 76-80.

4. Чендев, Ю. Г. Скорости антропогенной деградации и прогнозное время полного исчерпания ресурсов естественных геосистем Белгородской области / Ю. Г. Чендев, А. Н. Петин, Н. Н. Крамчанинов // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах : материалы II междунар. науч. конф., Белгород, 12-15 окт. 2006 г. / Белгор. гос. ун-т и др. - М. ; Белгород, 2006. - С. 150-154.

5. Петин, А. Н. Использование разновременных картографических и фотоматериалов для изучения естественных и антропогенных изменений природной среды / А. Н. Петин, Ю. Г. Чендев, Н. Н. Крамчанинов // Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр : материалы V междунар. конф., Бишкек, 18-22 сент. 2006 г. - М. ; Кызыл-Кия, 2006. - С. 403-405.

6. Масштабы и скорость переработки берегов правобережной части Белгородского водохранилища / А. Н. Петин, Ю. Г. Чендев, Е. Д. Воробьев, Н. Н. Крамчанинов // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах : материалы III междунар. науч. конф., Белгород, 20-24 окт. 2008 г. - М. ; Белгород, 2008. - С. 79-85.

7. Крамчанинов, Н. Н. Основные мероприятия по защите берегов Белгородского водохранилища от абразии / Н. Н. Крамчанинов // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах : материалы III междунар. науч. конф., Белгород, 20-24 окт. 2008 г. - М. ; Белгород, 2008. - С. 42-44.

8. Крамчанинов, Н. Н. Геоэкологические проблемы Белгородского водохранилища в условиях антропогенного пресса и основные пути оптимизации его природопользования / Н. Н. Крамчанинов // Природно-территорiальнi комплексi регiонiв: iсторiя формування, стан, проблеми, перспективи : материалы Всеукр. наук.-практ. конф., Луганськ, 27-29 травня 2008 р. / Луганськ. нац. ун-т ім. Т. Шевченка. - Луганськ, 2008. - С. 55-57.

9. Королева, И. С. Белгородское водохранилище как объект рекреации и туризма урбанизированных территорий / И. С. Королева, Н. Н. Крамчанинов // Туризм и рекреация: метод. подходы и практ. решения : материалы II междунар. науч.-практ. семинара, посвящ. 450-летию г. Астрахани, Астрахань, 15-16 мая 2008 г. / Федер. агентство по образованию, Адм. Астрахан. обл., Ин-т географии Рос. акад. наук и др. ; редкол.: Э. И. Бесчетнова и др. / Астрахан. ун-т. - Астрахань, 2008. - С. 18-20.

10. Королева, И. С. Реки Белгородской области как объекты рекреации и туризма / И. С. Королева, Н. Н. Крамчанинов // Туризм и региональное развитие : материалы V межунар. науч.-практ. конф., Смоленск, 9-10 окт. 2008 г. / Смолен. гуманит. ун-т. - Смоленск, 2008. - С. 204-207.

11. Крамчанинов, Н. Н. Экологическое состояние трансграничных рек Белгородской области и основные мероприятия по их оздоровлению / Н. Н. Крамчанинов,

Ю. Г. Атанов, Е. А. Петина // Краеведческие аспекты географических и геоэкологических исследований и образования : материалы IV всерос. науч.-практ. конф., Пенза, 16-18 окт. 2008 г. / Пензен. гос. пед. ун-т им. В. Г. Белинского. - Пенза, 2008. - С. 31-34.

12. Петин А.Н., Королева И.С., Крамчанинов Н.Н., Холодова Р.А. Оценка природно-ресурсного потенциала для целей развития рекреации и туризма урбанизированных территорий (на примере пригородной зоны г. Белгорода) : Сборник научных трудов «География и туризм». - Пермь: Пермский Гос. ун-т, 2008. Выпуск 6. - С. 96-100.

Размещено на Allbest.ru

...